气象学课题研究

• 全球变暖指的是在一段时间中，地球大气和海洋温度上升的现象，主要是指全球
背景介绍
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变暖是指全球气温升高。近100多年来，全球平均气温经历了冷－暖－冷－暖两次 波动，总的看为上 温室气体排放导致全球气候变暖 升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。 1981～1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球变暖的主要 原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量 的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光（3.8-7.6nm，波长较短）具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射（如红外 线）具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。 出现全球变暖趋势的具体原因是，人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林 并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根 据气候模型预测，到2100年为止，全球气温估计将上升大约1.4-5.8℃(2.5-10.4华 氏度)。根据这一预测，全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化，从 而给全球环境带来潜在的重大影响。 为了阻止全球变暖趋势，1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架 公约》，该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约，发达国家 同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量 降至1990年时的水平。另外，这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳 总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让 给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。 截止2004年5月，已有189个国家正式批准了上述公约。 毫无疑问我们这个星球正在升温，在上个世纪全世界的平均温度大约攀升了 0.6 摄氏度。北半球春天的冰雪解冻期比150年前提前了9天，而秋天的霜冻开始 时间却晚了10天左右。人为因素造成的温度上升。目前世界范围内认为主要原因 很可能是因为由于温室气体（代表气体二氧化碳）排放过多造成。
农业的影响
一.农业生产的不稳定性增加，产量波动大
据估算，到2030年，我国种植业产量因全球变暖可能在总体上减少 5%～10%左右，其中小麦、水稻和玉米三大作物均以减产为主。如果能够 对不利影响及时采取应对措施的话，未来30～50年（2020～2050年）的 气候变化还不会对全球乃至中国的粮食安全、重要基础设施和自然资源产生 重大影响。
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其他影响
3.CO2浓度增加对作物生长的影响
大气中CO2浓度增加可以提高光合作用速率和水分利用率，有助于作物生长，小麦、水稻、 大麦、豆类等C3作物产量显著增加，但对玉米、高梁、小米和甘蔗等C4作物助长效果不 明显。现有研究指出，在二氧化碳浓度倍增，可使C3作物生长且产量增加10%～50%， C4作物生长且产量的增加在10%以下。然而，二氧化碳浓度增加对植物生长的助长作用 （也称“施肥效应”），受植物呼吸作用、土壤养分和水分供应、固氮作用、植物生长阶段 、作物质量等因素变化的制约，这些因素的变化很可能抵消二氧化碳增加的助长作用。
二.农业生产布局和结构将出现变动
气候变暖将使我国作物种植制度发生较大的变化。到2050年，气候变 暖将使三熟制的北界北移500千米之多，从长江流域移至黄河流域；而两熟 制地区将北移至目前一熟制地区的中部，一熟制地区的面积将减少23.1%。 华北目前推广的冬小麦品种(强冬性)将不得不被其它类型的冬小麦品种(如半 冬性)所取代。
4.气候变暖对作物品种布局的影响
华北目前推广的冬小麦品种（强冬性），因冬季无法经历足够的寒冷期以满足春化作用对 低温的要求，将不得不被其他类型的冬小麦品种（如半冬性）所取代。比较耐高温的水稻 品种将在南方占主导地位，而且还将逐渐向北方稻区发展。东北地区玉米的早熟品种逐渐 被中、晚熟品种取代。
5.气候变暖对施肥量的影响
全球气候变暖对作物的 影响
农业科学四班 主持人：水江浩 成员：赵基伟 闫洋 景艺 郭辉
全球变暖对作物的影响
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背景介绍 原因介绍 升温后果
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作物影响
应对政策
未来展望
基本介绍
• 全球变暖指的是在一段时间中，地球大
气和海洋温度上升的现象，主要是指人 为因素造成的温度上升。目前世界范围 内认为主要原因是因为由于温室气体 （代表气体二氧化碳）排放过多造成。
2.气候变化对病虫害的影响
据统计，我国常年病虫害发生面积 2100～2133 亿 hm² ， 是耕地面积的 2 倍多，每年因病虫害造成的粮食减产幅 度占同期粮食生产的 9 %，气候变暖后，因病虫害造成 的粮食减产幅度将进一步增加，应引起植保部门的足够重 视。由于温度升高，害虫发育的起点时间有可能提前，一 年中害虫繁殖代数也因此而增加，在新的有利环境条件下， 某些害虫的虫口将呈指数增加，造成农田多次受害的几率 增高。另外，病虫越冬状况受温度影响将更加明显，冬季 变暖，容易越冬，虫源和病源增大；害虫的休眠越冬期缩 短，世代增多 。气候变暖，尤其是冬季温度增高，有利 于条锈菌越冬，使菌源基数增大，春季气候条件适宜，将 会促使小麦条锈病的发生、流行加重。
气温升高原因
1.人口剧增因素 2.大气环境污染因素 3.海洋生态环境恶化因素 4.土地遭侵蚀、盐碱化、沙化等破坏因素 5.森林资源锐减因素 6.酸雨危害因素 7.物种加速灭绝因素 8.水污染因素 9.有毒废料污染因素
升温后果
• 1、气候变得更暖和，冰川消融，海平面将 • •
升高，引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁 等生态群丧失，海岸侵蚀 全球变暖的可怕后果 ，海水入侵沿海地下淡水层，沿海土地盐渍 化等，从而造成海岸、河口、海湾自然生态 环境失衡，给海岸带生态环境带来了极大的 灾难。 2、水域面积增大。水分蒸发也更多了, 雨季延长,水灾正变得越来越频繁。遭受洪水 泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严 重性加大，水库大坝寿命缩短。 3、气温升高可能会使南极半岛和北冰 洋的冰雪融化。北极熊和海象会渐渐灭绝。
三.农业生产条件改变，农业成本和投资大幅度增加
气候变暖后，土壤有机质的微生物分解将加快，造成地力下降、施肥量 增加，农药的施用量将增大，投入增加。 发展农业生产，提高水、土资源的利用率将是农业适应气候变化的主要 对策。
1.气候变化对我国种植制度的影响
我国农业生产的一大特点是多熟种植，复种指数达到 150 %以上[1]。CO2 倍增时温度升高，增加了各地的热量资源，使各地的潜在生长季有所延长，无 疑对多熟种植有利，从而使当前多熟种制的北界向北推移。在温带，温度每升 高 1℃将使气候带移动 200～300 km。CO2 浓度倍增后，当前我国的一年一 熟制大约可向北推移 200～300 km ，一年二熟制和一年三熟制的北界也将向 北推移 500 km左右[5]。麦、稻两熟区、双季稻种植区和一年三熟制的水稻 产区，只要水分条件能满足生育期的需要，种植北界均可向北推移。这种变化 有可能使一年二熟、一年三熟种植的面积扩大，据研究[6]，在仅考虑热量条 件的基础上，在品种和生产水平不变的前提下，气候变化后我国多熟种制的面 积可能产生如下变化：一熟种制由当前的 63 %下降为 34 %，二熟种制由 24.12 %变为 24.19 %，三熟种制由当前的 13.15 %提高到 35.19 %。随 着气候变暖，未来各种天气系统的活动可能更强烈、更频繁，干旱、洪涝、高 温、冷冻害等气象灾害发生的频率也可能增加；另外，气温升高增加了北方地 区的热量资源，但季风雨带的南移却可能加重那里的干旱危害，造成北方变干 变热而南方变湿变冷的趋势；气候的冷暖、干湿变率可能增大，特别是降水变 化的不确定性，使种植制度的变化受到制约。即我国未来的种植制度会因升温 而有所变动，但效果在很大程度上取决于水分的动态。不过各类种植制度组合、 种植作物的种类或品种会因温室效应出现大的适应性调整，高产品种将会被抗 逆性强的品种代替，旱地作物如高粱、谷子、甘薯；耐热性作物如甘蔗、水稻 等的播种面积将扩大。
在较暖的气候条件下，土壤有机质的微生物分解将加快，长此下去将造成地力下降。在 高二氧化碳浓度下，虽然光合作用的增强能够促进根生物量的增加，在一定程度上可以 补偿土壤有机质的减少，但土壤一旦受旱后，根生物量的积累和分解都将受到限制。这 意味着需要施用更多的肥料以满足作物的需要。肥效对环境温度的变化十分敏感，尤其 是氮肥。温度增高1℃，能被植物直接吸收利用的速效氮释放量将增加约4%，释放期将 缩短3.6天。因此，要想保持原肥效，每次的施肥量将增加4%左右。施肥量的增加不仅 使农民增加投入，而且对土壤和环境也不利。
气候变化的农业对策初探
1
研究适应气候变化的农业发展战略问题： 粮食生产的趋势与前景，水资源的农业调 配与利用，气候变化后的土地生产力等以 确定农业发展的重点，与农业技术的政策 与导向.
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模拟实验和田间试验已确定其对农业影响 的程度。
3
研究农业生产布局和结构生产的方案已确 定，适应各种农业生产形式与内容。
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研究高温热害干旱等农业灾害的规律和机制。
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发展旱地农业和节水农业，增强农业系统抗逆性。
培育耐旱耐湿耐热性作物，改变耕作制度和管理条件。
采取必要的措施减缓温室效应。
虫害的防治。
研究展望
全球环境变化特别是CO2浓度增加及其气候因子和 环境胁迫因子的协同作用，对农作 物生长和产量影响已引起各国政府与科学家的高度 重视，尽管近年来全球环境变化研 究正逐步深入，但目前关于农业生产对未来全球环 境变化响应机理的理解与预测能力 有限，特别在我国研究尚待重视和加强，为了解全 球环境变化对于农业的影响机制， 提高农业生产力的能力，为制定国家政策的科学行 动计划提供理论依据，同时也与国 际全球环境变化研究接轨，便于政府针对全球环境 变化做出适宜对策。
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升温后果
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4、许多小岛将会无影无踪； 5、因为还有热力惯性的作用，现有的 温室气体还将继续影响我们的生活。 6、温度升高，会影响人的生育，精子 的活性随温度升高而降低……. 7、.原有生态系统的改变。 8、对生产领域的，例如：农业，林业， 牧业，渔业等部门…… 9、将感染疾病等传染病……病菌通过 极端天气和气候事件（厄尔尼诺现象，干旱，害……